JP2016024648A - Touch panel device - Google Patents

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孝生 吉田
Kosei Yoshida
孝生 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a touch panel device configured to require no battery for a wireless electronic pen.SOLUTION: A touch panel device 1 includes: a capacitive touch panel 11 to be touch-input with an electronic pen 30; and a power supply section 20 which supplies electric power for driving the electronic pen from detection electrode 18, 19 on the touch panel, via at least two drawing drive electrodes 40a, 40b arranged in the electronic pen, to the electronic pen. Preferably, the power supply section drives the detection electrodes on the touch panel so that a positive electrode and a negative electrode corresponding to a distance between the drive electrodes may appear.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、タッチパネル装置に関し、詳細には、デジタイザを形成する電子ペン付きのタッチパネル装置に関する。   The present invention relates to a touch panel device, and more particularly, to a touch panel device with an electronic pen that forms a digitizer.

この種のタッチパネル装置は、プレゼンテーション、会議などに広く利用されており、例えば、映像を表示する表示パネルに一体的に設けられたタッチパネルを有している。表示パネルをユーザの指またはペン型の入力装置(電子ペンともいう)などでタッチすると、そのタッチ位置に応じた手書きの線、手書きの文字や記号等の図形を表示パネルに表示できる。   This type of touch panel device is widely used for presentations, meetings, and the like. For example, the touch panel device has a touch panel provided integrally with a display panel that displays video. When the display panel is touched with a user's finger or a pen-type input device (also referred to as an electronic pen), a figure such as a handwritten line or a handwritten character or symbol corresponding to the touch position can be displayed on the display panel.

電子ペンには、タッチパネル装置から引き出されたコードに接続される有線方式と、コードを用いない無線方式がある。有線方式の場合、電力はコードを介して電子ペンに供給されるが、無線方式の場合、電力は電子ペン内の電池から供給される構造が知られている。
ここで、例えば、特許文献1には、電界結合方式による非接触給電の技術が開示されている。詳しくは、送電用の平面電極と受電用の平面電極とが対向されており、これらの容量結合で電力を供給できる。
There are two types of electronic pens: a wired system that is connected to a cord drawn from the touch panel device and a wireless method that does not use a cord. In the case of the wired system, power is supplied to the electronic pen through a cord. However, in the case of the wireless system, a structure in which power is supplied from a battery in the electronic pen is known.
Here, for example, Patent Document 1 discloses a non-contact power feeding technique using an electric field coupling method. Specifically, the planar electrode for power transmission and the planar electrode for power reception are opposed to each other, and power can be supplied by capacitive coupling of these.

特開2012−34447号公報JP 2012-34447 A

ところで、無線方式の電子ペンでは電池を不要にできれば有用であるが、特許文献1にもこのような技術は開示されていない。   By the way, although it is useful if a battery is unnecessary in a wireless electronic pen, Patent Document 1 does not disclose such a technique.

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、無線方式の電子ペンにおいて電池を不要にできるタッチパネル装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a touch panel device that can dispense with a battery in a wireless electronic pen.

上記課題を解決するために、本発明の第1の技術手段は、電子ペンでタッチ入力される静電容量方式のタッチパネルと、前記電子ペンに設けた少なくとも2本の描画用のドライブ電極を介して前記タッチパネル上の検出電極から電子ペン駆動用の電力を前記電子ペンに供給する電力供給部とを備えたことを特徴としたものである。   In order to solve the above-described problem, a first technical means of the present invention includes a capacitive touch panel that is touch-inputted with an electronic pen and at least two drawing drive electrodes provided on the electronic pen. And a power supply unit that supplies power for driving the electronic pen from the detection electrode on the touch panel to the electronic pen.

第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記電力供給部は、各前記ドライブ電極間の距離に対応した正極と負極とが現れるように、前記タッチパネル上の検出電極を駆動することを特徴としたものである。   According to a second technical means, in the first technical means, the power supply unit drives the detection electrode on the touch panel so that a positive electrode and a negative electrode corresponding to a distance between the drive electrodes appear. It is a feature.

第3の技術手段は、第1または第2の技術手段において、前記電力供給部は、前記電子ペンの周辺に位置した前記タッチパネル上の検出電極を駆動することを特徴としたものである。   According to a third technical means, in the first or second technical means, the power supply unit drives a detection electrode on the touch panel located around the electronic pen.

第4の技術手段は、第1から3のいずれか1の技術手段において、前記タッチパネルは、各前記ドライブ電極からの信号を認識するために、前記タッチパネルから前記電子ペンに同期信号を出力し、該同期信号は、前記電子ペン駆動用の信号とは別個の信号で前記電子ペンに出力される、あるいは、前記電子ペン駆動用の信号を含む単一の信号で前記電子ペンに出力されることを特徴としたものである。   According to a fourth technical means, in any one of the first to third technical means, the touch panel outputs a synchronization signal from the touch panel to the electronic pen in order to recognize a signal from each drive electrode, The synchronization signal is output to the electronic pen as a signal separate from the signal for driving the electronic pen, or is output to the electronic pen as a single signal including the signal for driving the electronic pen. It is characterized by.

本発明によれば、タッチパネル上の検出電極が電子ペンに電力を供給するので、無線方式であっても電池の不要な電子ペンを提供可能になる。   According to the present invention, since the detection electrode on the touch panel supplies power to the electronic pen, it is possible to provide an electronic pen that does not require a battery even in a wireless system.

本発明に係る入力表示装置の外観構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of an external appearance structure of the input display apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るタッチパネル装置の機能的な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structural example of the touchscreen apparatus which concerns on this invention. 図2のタッチパネルの構成図である。It is a block diagram of the touch panel of FIG. 本発明の第1の実施形態による電子ペンの構成図である。It is a block diagram of the electronic pen by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の電界結合方式による非接触給電の概略図である。It is the schematic of the non-contact electric power feeding by the electric field coupling system of this invention. 本発明の第1実施形態における処理の流れを説明するためのシーケンス図である。It is a sequence diagram for demonstrating the flow of the process in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における処理の流れを説明するためのシーケンス図である。It is a sequence diagram for demonstrating the flow of the process in 2nd Embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照しながら、本発明のタッチパネル装置に係る好適な実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係る入力表示装置の外観構成例を示す図である。入力表示装置は電子ペンおよびタッチパネル装置からなり、液晶モニタ1が本発明のタッチパネル装置に相当する。液晶モニタ1は、例えば、表示画面と液晶モニタの接地面との角度が0°程度の平置きタイプ(ホリゾンスタイルともいう)や、液晶モニタ背面のスタンド2を用いてスタンディングスタイルやペンライティングスタイルにも適用可能である。また、本発明に係るタッチパネル装置としては、液晶モニタ1以外の薄型表示装置であってもよく、有機ELパネル、プラズマディスプレイあるいは液晶テレビをモニタとして利用するものであってもよい。
Hereinafter, preferred embodiments of the touch panel device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an external configuration example of an input display device according to the present invention. The input display device includes an electronic pen and a touch panel device, and the liquid crystal monitor 1 corresponds to the touch panel device of the present invention. The liquid crystal monitor 1 is, for example, a flat type (also referred to as a horizon style) in which the angle between the display screen and the ground plane of the liquid crystal monitor is about 0 °, or a standing style or pen writing style using the stand 2 on the back of the liquid crystal monitor. Is also applicable. In addition, the touch panel device according to the present invention may be a thin display device other than the liquid crystal monitor 1 or may use an organic EL panel, a plasma display, or a liquid crystal television as a monitor.

図2は、本発明に係るタッチパネル装置の機能的な構成例を示すブロック図である。
液晶モニタ1は、制御部10、タッチパネル11、表示パネル12、タッチパネル制御部13、映像処理部14、合成部15、記憶部16、電力供給部20等を備え、これらはバス17で接続されている。
制御部10は、液晶モニタ1の動作を制御するためのCPUなどで構成され、記憶部16の例えばROMに格納されている各種のプログラムやデータをRAMにロードし、このロードしたRAM内のプログラムを実行する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the touch panel device according to the present invention.
The liquid crystal monitor 1 includes a control unit 10, a touch panel 11, a display panel 12, a touch panel control unit 13, a video processing unit 14, a synthesis unit 15, a storage unit 16, a power supply unit 20, and the like. Yes.
The control unit 10 is composed of a CPU for controlling the operation of the liquid crystal monitor 1, and loads various programs and data stored in, for example, the ROM of the storage unit 16 into the RAM. Execute.

表示パネル12は、例えば、液晶パネルで構成される矩形状の表示画面12aを有している。
タッチパネル11は、表示パネル12に一体的に設けられ、表示画面12a上をユーザの指または図1に示した電子ペン30などでタッチしたときに、そのタッチ位置(タッチ座標ともいう)を入力するためのセンサである。このセンサとしては、例えば、指先と導電膜の間での静電容量の変化を捉えて位置を検出する静電容量方式のものを採用することができ、図3に示すように、電極パターンを例えばX軸電極18とY軸電極19に分け、X軸パターン18a,18b…、Y軸パターン19a,19b…をマトリックス状に配置している(投影型静電容量方式ともいう)。なお、X軸電極18やY軸電極19が本発明のタッチパネル上の検出電極に相当する。
The display panel 12 includes, for example, a rectangular display screen 12a configured with a liquid crystal panel.
The touch panel 11 is provided integrally with the display panel 12, and inputs the touch position (also referred to as touch coordinates) when the user touches the display screen 12a with the user's finger or the electronic pen 30 shown in FIG. It is a sensor for. As this sensor, for example, a capacitance type sensor that detects a position by detecting a change in capacitance between the fingertip and the conductive film can be adopted. As shown in FIG. For example, the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 are divided into X-axis patterns 18a, 18b... And Y-axis patterns 19a, 19b. The X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 correspond to detection electrodes on the touch panel of the present invention.

タッチパネル制御部13は、駆動・検出部13a、演算部13b、処理部13cを有する。駆動・検出部13aは、指先でタッチパネル11に触れる場合、タッチパネル11上の一方の電極(例えばX軸電極18)を駆動させ、他方の電極(例えばY軸電極19)でタッチ座標を検出する。また、駆動・検出部13aは、有線方式の電子ペン内のドライブ電極を駆動させることができるが、有線方式あるいは図1に示した無線方式の電子ペン30でタッチパネル11に触れる場合、タッチパネル11上のX軸電極18とY軸電極19の双方でタッチ座標を検出する。これら検出結果は演算部13bに出力される。なお、電子ペンのドライブ電極の先端をタッチパネルから例えば約15mm以内に近づけると(ホバー操作ともいう)、その先端とタッチパネルとを最短距離で結んだ位置を電子ペンのタッチ座標として検出可能である。   The touch panel control unit 13 includes a drive / detection unit 13a, a calculation unit 13b, and a processing unit 13c. When touching the touch panel 11 with a fingertip, the driving / detecting unit 13a drives one electrode (for example, the X-axis electrode 18) on the touch panel 11 and detects touch coordinates with the other electrode (for example, the Y-axis electrode 19). The drive / detection unit 13a can drive the drive electrodes in the wired electronic pen. When the touch / contact 11 is touched with the wired electronic pen 30 shown in FIG. The touch coordinates are detected by both the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19. These detection results are output to the calculation unit 13b. Note that when the tip of the drive electrode of the electronic pen is brought within, for example, about 15 mm from the touch panel (also referred to as a hover operation), the position connecting the tip and the touch panel at the shortest distance can be detected as the touch coordinates of the electronic pen.

演算部13bは、タッチパネル11に触れた指先や電子ペン30の検出結果に所定の演算処理を施し、指先や電子ペン30のタッチ座標などを得る。この得られたタッチ座標などは処理部13cに送られ、タッチ操作の情報が作成される。作成されたタッチ操作信号は合成部15に出力される。なお、処理部13cには、筆圧情報や図3に示した電子ペン30のサイドスイッチ35,36の情報も入力可能である。   The calculation unit 13b performs a predetermined calculation process on the detection result of the fingertip or the electronic pen 30 touching the touch panel 11, and obtains the touch coordinates of the fingertip or the electronic pen 30 and the like. The obtained touch coordinates and the like are sent to the processing unit 13c, and information on the touch operation is created. The generated touch operation signal is output to the combining unit 15. Note that writing pressure information and information on the side switches 35 and 36 of the electronic pen 30 shown in FIG. 3 can be input to the processing unit 13c.

映像処理部14は、液晶モニタ1への入力映像信号に解像度変換やガンマ補正等の画像処理を施し、合成部15に出力する。
合成部15は、入力映像信号とタッチ操作信号とを合成し、タッチ操作の情報を入力映像に重畳する処理を行う。なお、タッチ操作の情報を表示しない場合、映像処理部14で画像処理の済んだ入力映像だけが表示画面12aに表示される。
The video processing unit 14 performs image processing such as resolution conversion and gamma correction on the video signal input to the liquid crystal monitor 1 and outputs the processed video signal to the combining unit 15.
The synthesizer 15 synthesizes the input video signal and the touch operation signal, and performs a process of superimposing the touch operation information on the input video. In the case where the touch operation information is not displayed, only the input video image processed by the video processing unit 14 is displayed on the display screen 12a.

(第1実施形態)
図4は、本発明の第1の実施形態による電子ペンの構成図である。図4(A)に示すように、本実施形態の電子ペン30は、コードを用いない無線方式であり、ユーザの例えば指で把持される筒状の筐体34を有している。筐体34の先端には、液晶モニタ1への入力に使用されるペン先37が設けられ、ペン先37の先端は例えば先細りで断面円形状に形成されている。
(First embodiment)
FIG. 4 is a configuration diagram of the electronic pen according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4A, the electronic pen 30 of the present embodiment is a wireless system that does not use a cord, and has a cylindrical casing 34 that is gripped by a user's finger, for example. A pen tip 37 used for input to the liquid crystal monitor 1 is provided at the tip of the housing 34, and the tip of the pen tip 37 is tapered and formed in a circular cross section, for example.

筐体34の表面には、押し下げ可能なサイドスイッチ35,36が設けられており、サイドスイッチ35,36の押し下げによって、ペン先37のタッチ操作を例えばマウスの右クリックや例えば消しゴムとして機能させることができる。
ここで、図4(B)に示すように、ペン先37の内部には、液晶モニタ1におけるペン先の位置を検出するための例えば2本のドライブ電極40a,40bが設けられている。なお、ドライブ電極40a,40bが本発明の描画用のドライブ電極に相当する。各ドライブ電極40a,40bは、例えば、ペン先37の中心軸線を挟んで対称位置に並設され、筐体34内のアンプ39a,39bにそれぞれ接続されている。
Side switches 35, 36 that can be pressed down are provided on the surface of the housing 34, and by pressing the side switches 35, 36, the touch operation of the pen tip 37 functions as, for example, a right mouse click or an eraser, for example. Can do.
Here, as shown in FIG. 4B, for example, two drive electrodes 40 a and 40 b for detecting the position of the pen tip in the liquid crystal monitor 1 are provided inside the pen tip 37. The drive electrodes 40a and 40b correspond to the drawing drive electrodes of the present invention. For example, the drive electrodes 40a and 40b are arranged in parallel at symmetrical positions across the central axis of the pen tip 37, and are connected to the amplifiers 39a and 39b in the housing 34, respectively.

電子ペン30でタッチパネル11に触れる場合(ホバー操作も含む、以下同じ)には、2本のドライブ電極40a,40bを例えば別個に駆動させる(逐次駆動方式ともいう)。詳しくは、始めに一方のドライブ電極40aを駆動してこのドライブ電極40aの位置をタッチパネル11上のX軸電極18やY軸電極19で検出し、次いで、他方のドライブ電極40bを駆動してこのドライブ電極40bの位置をX軸電極18やY軸電極19で検出している。各ドライブ電極40a,40bの位置によってペン先37の中心軸線回りの回転角を算出できるので、線幅の異なる線を表示画面12aに入力可能になる。   When the touch panel 11 is touched with the electronic pen 30 (including the hover operation, the same applies hereinafter), the two drive electrodes 40a and 40b are driven separately, for example (also referred to as a sequential drive method). Specifically, first, one drive electrode 40a is driven and the position of the drive electrode 40a is detected by the X-axis electrode 18 or the Y-axis electrode 19 on the touch panel 11, and then the other drive electrode 40b is driven to detect this position. The position of the drive electrode 40 b is detected by the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19. Since the rotation angle around the central axis of the pen tip 37 can be calculated based on the position of each drive electrode 40a, 40b, lines with different line widths can be input to the display screen 12a.

図5は、本発明の電界結合方式による非接触給電の概略図である。図2で説明した電力供給部20は発振器20aを有し、結合コンデンサ21,22を介して電子ペン30に接続されている。
結合コンデンサ21,22は、発振器20a側に接続する送電用の平面電極と、電子ペン30側に接続する受電用の平面電極とが対向して構成され、これらの容量結合で電力を供給できる。図3で説明したX軸電極18やY軸電極19が上記検出電極の他、送電用の平面電極として用いられ、図4(B)で説明したドライブ電極40a,40bが上記描画用のドライブ電極の他、受電用の平面電極として用いられている。
FIG. 5 is a schematic diagram of contactless power feeding by the electric field coupling method of the present invention. The power supply unit 20 described with reference to FIG. 2 has an oscillator 20 a and is connected to the electronic pen 30 via coupling capacitors 21 and 22.
The coupling capacitors 21 and 22 are configured such that a power transmission planar electrode connected to the oscillator 20a side and a power reception planar electrode connected to the electronic pen 30 side are opposed to each other, and power can be supplied by capacitive coupling thereof. The X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 described in FIG. 3 are used as a planar electrode for power transmission in addition to the detection electrode, and the drive electrodes 40a and 40b described in FIG. 4B are the drive electrodes for drawing. In addition, it is used as a planar electrode for receiving power.

電界結合方式によれば、電力の供給量を平面電極の面積変更によって容易に変更できる。また、電磁誘導方式のような異物挿入時の過熱がなく、電磁界共鳴方式のような構造の重量が大きくならずに済むという利点がある。
そして、電力供給部20は、ドライブ電極40aとドライブ電極40bの間の距離に対応した正極と負極とが現れるように、X軸電極18やY軸電極19を駆動する。
According to the electric field coupling method, the power supply amount can be easily changed by changing the area of the planar electrode. Further, there is an advantage that there is no overheating at the time of inserting a foreign object as in the electromagnetic induction method, and the weight of the structure as in the electromagnetic resonance method is not increased.
Then, the power supply unit 20 drives the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 so that a positive electrode and a negative electrode corresponding to the distance between the drive electrode 40a and the drive electrode 40b appear.

より詳しくは、図5に示すスイッチ44a,45aによってドライブ電極40a,40bと整流部43とを接続し、また、スイッチ44b,45bによってX軸電極18やY軸電極19と電力供給部20とを接続した場合(電力伝送モード)、電力供給部20が、例えば、奇数列のX軸パターン18a,18c,18eを正極に、偶数列のX軸パターン18b,18dを負極に設定すると、X軸電極18から電子ペン駆動用の電力が電子ペン30に出力される。なお、例えば、奇数列のY軸パターン19a,19c,19eを正極に、偶数列のY軸パターン19b,19dを負極に設定してY軸電極19からも電子ペン駆動用の電力を出力してもよい。   More specifically, the drive electrodes 40a and 40b and the rectifying unit 43 are connected by the switches 44a and 45a shown in FIG. 5, and the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 and the power supply unit 20 are connected by the switches 44b and 45b. When connected (power transmission mode), when the power supply unit 20 sets, for example, the odd-numbered X-axis patterns 18a, 18c, and 18e as the positive electrode and the even-numbered X-axis patterns 18b and 18d as the negative electrode, Power for driving the electronic pen is output from the electronic pen 30 to the electronic pen 30. For example, odd-numbered Y-axis patterns 19a, 19c, and 19e are set as positive electrodes, and even-numbered Y-axis patterns 19b and 19d are set as negative electrodes, and electric power for driving an electronic pen is also output from the Y-axis electrode 19. Also good.

なお、電力供給部20は、駆動・検出部13aでペン先37の位置を検出できた場合、このペン先37の周辺に位置したX軸電極18やY軸電極19だけを駆動してもよい。ペン先37の周辺にだけ電力を供給すれば、タッチパネル11上の全電極を駆動させずに済む。
スイッチ44a,45aによってドライブ電極40a,40bと整流部43とを接続した場合、例えばドライブ電極40aに入力された正極電力やドライブ電極40bに入力された負極電力は、整流部43で整流され、定電圧部42で一定電圧に調整された後、ペン処理部38に供給される。
The power supply unit 20 may drive only the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 positioned around the pen tip 37 when the drive / detection unit 13 a can detect the position of the pen tip 37. . If power is supplied only to the periphery of the pen tip 37, it is not necessary to drive all the electrodes on the touch panel 11.
When the drive electrodes 40a and 40b and the rectifying unit 43 are connected by the switches 44a and 45a, for example, the positive power input to the drive electrode 40a and the negative power input to the drive electrode 40b are rectified by the rectifying unit 43 and fixed. After being adjusted to a constant voltage by the voltage unit 42, the voltage is supplied to the pen processing unit 38.

ただし、本実施形態の電子ペン30は無線方式であり、タッチパネル11が指先あるいは電子ペン30のいずれを検出するかを認識するために、タッチパネル11から電子ペン30に同期信号を出力している。
具体的には、図5に示すように、電子ペン30は、ドライブ電極40aとペン処理部38とを接続する同期信号検出ライン41を有している。
However, the electronic pen 30 of the present embodiment is a wireless system, and a synchronization signal is output from the touch panel 11 to the electronic pen 30 in order to recognize whether the touch panel 11 detects the fingertip or the electronic pen 30.
Specifically, as illustrated in FIG. 5, the electronic pen 30 includes a synchronization signal detection line 41 that connects the drive electrode 40 a and the pen processing unit 38.

ペン処理部38との同期タイミングは、図2で説明した演算部13bで生成されており、スイッチ44a,45aでドライブ電極40a,40bと整流部43とを接続したまま、スイッチ44b,45bを切り替えてX軸電極18やY軸電極19とタッチパネル制御部13とを接続すると(同期伝送モード)、駆動・検出部13aを介してX軸電極18やY軸電極19から送信された同期信号は、例えばドライブ電極40a、同期信号検出ライン41を経由してペン処理部38に出力される。   The synchronization timing with the pen processing unit 38 is generated by the arithmetic unit 13b described in FIG. 2, and the switches 44b and 45b are switched while the drive electrodes 40a and 40b and the rectifying unit 43 are connected by the switches 44a and 45a. When the X-axis electrode 18 or Y-axis electrode 19 is connected to the touch panel control unit 13 (synchronous transmission mode), the synchronization signal transmitted from the X-axis electrode 18 or Y-axis electrode 19 via the drive / detection unit 13a is For example, the signal is output to the pen processing unit 38 via the drive electrode 40a and the synchronization signal detection line 41.

次いで、スイッチ44b,45bでX軸電極18やY軸電極19とタッチパネル制御部13とを接続したまま、スイッチ44a,45aを切り替えてドライブ電極40a,40bとペン処理部38とを接続すると(ペン駆動モード、ペン座標検出モード)、ペン処理部38では、上記の同期信号の周波数に基づく駆動信号を、図4(B)で説明した各アンプ39a,39bを介して各ドライブ電極40a,40bに出力する。これにより、各ドライブ電極40a,40bが駆動し、駆動・検出部13aがタッチパネル11上のX軸電極18やY軸電極19で電子ペン30の位置を検出できる。   Next, the switches 44a and 45a are switched to connect the drive electrodes 40a and 40b and the pen processing unit 38 with the switches 44b and 45b connected to the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 and the touch panel control unit 13 (Pen In the pen processing unit 38, the driving signal based on the frequency of the synchronization signal is sent to the drive electrodes 40a and 40b via the amplifiers 39a and 39b described in FIG. 4B. Output. Thereby, each drive electrode 40a, 40b drives, and the drive / detection part 13a can detect the position of the electronic pen 30 by the X-axis electrode 18 or the Y-axis electrode 19 on the touch panel 11.

図6は、本発明の第1実施形態における処理の流れを説明するためのシーケンス図である。まず、電力供給部20が、X軸電極18やY軸電極19を所定時間駆動し(電力伝送モード、ステップS10,S13)、例えば電力供給用のパルスをX軸電極18やY軸電極19へ供給する。
電子ペン30がドライブ電極40a,40bを介して電力供給用のパルスを受信すると、電子ペン30に電力が供給される(ステップS11)。ペン処理部38は、電力の供給を初めて受けた場合、電子ペン30の起動・初期化処理を実行してオン状態にし、電力の供給を継続して受けている場合には、電子ペン30のオン状態を維持する(ステップS12)。
FIG. 6 is a sequence diagram for explaining the flow of processing in the first embodiment of the present invention. First, the power supply unit 20 drives the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 for a predetermined time (power transmission mode, steps S10 and S13). For example, a power supply pulse is supplied to the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19. Supply.
When the electronic pen 30 receives the power supply pulse via the drive electrodes 40a and 40b, power is supplied to the electronic pen 30 (step S11). The pen processing unit 38 executes the activation / initialization process of the electronic pen 30 when power is supplied for the first time and turns it on. When the power supply is continuously received, the pen processing unit 38 The on state is maintained (step S12).

次に、駆動・検出部13aが、X軸電極18やY軸電極19を所定時間駆動し(同期伝送モード、ステップS14,S17)、例えば、電力供給用のパルスとは別個の同期用のパルスをX軸電極18やY軸電極19へ供給する。
電子ペン30がドライブ電極40aを介して同期用のパルスを受信した場合(ステップS15のYES)、ペン処理部38がドライブ電極40a,40bを所定時間駆動する(ペン駆動モード、ステップS16,S23)。
Next, the drive / detection unit 13a drives the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 for a predetermined time (synchronous transmission mode, steps S14 and S17). For example, a synchronization pulse separate from the power supply pulse Is supplied to the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19.
When the electronic pen 30 receives a synchronization pulse via the drive electrode 40a (YES in step S15), the pen processing unit 38 drives the drive electrodes 40a and 40b for a predetermined time (pen drive mode, steps S16 and S23). .

続いて、駆動・検出部13aがX軸電極18とY軸電極19の双方でドライブ電極40a,40bからの信号を所定時間検出し(ペン座標検出モード、ステップS18,S19)、ドライブ電極40a,40bの位置を検出できた場合、演算部13bが電子ペン30のタッチ座標などを求める。
次いで、駆動・検出部13aは一方の電極(例えばX軸電極18)を所定時間駆動し、他方の電極(例えばY軸電極19)で指先のタッチ座標を所定時間検出する(指タッチ座標検出モード、ステップS20,S21)。
Subsequently, the drive / detection unit 13a detects signals from the drive electrodes 40a, 40b for both the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 for a predetermined time (pen coordinate detection mode, steps S18, S19), and the drive electrodes 40a, When the position 40b can be detected, the calculation unit 13b obtains the touch coordinates of the electronic pen 30 and the like.
Next, the drive / detection unit 13a drives one electrode (for example, the X-axis electrode 18) for a predetermined time, and detects the touch coordinate of the fingertip for the predetermined time by the other electrode (for example, the Y-axis electrode 19) (finger touch coordinate detection mode). , Steps S20 and S21).

その後、演算部13bは電子ペン30のタッチ座標や指先のタッチ座標を処理部13cに出力する(ステップS22)。なお、ペン座標検出モードでドライブ電極40a,40bの位置を検出できなかった場合には、演算部13bは指先のタッチ座標だけを処理部13cに出力する。
一方、ペン駆動モードが終了した場合(ステップS23のYES)、電子ペン30は、電力が供給されるまで待機状態になる(ステップS24)。
Thereafter, the calculation unit 13b outputs the touch coordinates of the electronic pen 30 and the touch coordinates of the fingertip to the processing unit 13c (step S22). When the positions of the drive electrodes 40a and 40b cannot be detected in the pen coordinate detection mode, the calculation unit 13b outputs only the touch coordinates of the fingertip to the processing unit 13c.
On the other hand, when the pen drive mode ends (YES in step S23), the electronic pen 30 enters a standby state until power is supplied (step S24).

(第2実施形態)
図7は、本発明の第2実施形態における処理の流れを説明するためのシーケンス図である。第1実施形態では、電力供給用のパルスと同期用のパルスとを別の信号で送信したが、例えば同期用のパルスが長く形成され、電力供給用のパルスも含めることができる場合、電力供給用のパルスと同期用のパルスとを単一の信号で送信してもよい。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a sequence diagram for explaining the flow of processing in the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the power supply pulse and the synchronization pulse are transmitted as separate signals. For example, when the synchronization pulse is formed long and can include the power supply pulse, the power supply is performed. The pulse for synchronization and the pulse for synchronization may be transmitted as a single signal.

電力供給部20あるいは駆動・検出部13aが、X軸電極18やY軸電極19を所定時間駆動し(電力・同期伝送モード、ステップS30,S33)、例えば電力供給用と同期用を兼用したパルスをX軸電極18やY軸電極19へ供給する。
電子ペン30がドライブ電極40a,40bを介してこのパルスを受信すると、電子ペン30に電力が供給され(ステップS31)、ペン処理部38は、電子ペン30の起動・初期化処理を実行してオン状態にするか、電子ペン30のオン状態を維持し(ステップS32)、また、ドライブ電極40a,40bを所定時間駆動する(ペン駆動モード、ステップS34,S40)。なお、このペン駆動モードが終了した場合(ステップS40のYES)、電子ペン30は待機状態になる(ステップS41)。
The power supply unit 20 or the drive / detection unit 13a drives the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 for a predetermined time (power / synchronous transmission mode, steps S30 and S33), for example, a pulse for both power supply and synchronization Is supplied to the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19.
When the electronic pen 30 receives this pulse via the drive electrodes 40a and 40b, electric power is supplied to the electronic pen 30 (step S31), and the pen processing unit 38 executes start-up / initialization processing of the electronic pen 30. The electronic pen 30 is turned on or maintained on (step S32), and the drive electrodes 40a and 40b are driven for a predetermined time (pen drive mode, steps S34 and S40). In addition, when this pen drive mode is complete | finished (YES of step S40), the electronic pen 30 will be in a standby state (step S41).

駆動・検出部13aがX軸電極18とY軸電極19の双方でドライブ電極40a,40bからの信号を所定時間検出した後(ペン座標検出モード、ステップS35,S36)、駆動・検出部13aは一方の電極(例えばX軸電極18)を所定時間駆動し、他方の電極(例えばY軸電極19)で指先のタッチ座標を所定時間検出する(指タッチ座標検出モード、ステップS37,S38)。そして、演算部13bは電子ペン30のタッチ座標や指先のタッチ座標を処理部13cに出力する(ステップS39)。   After the drive / detection unit 13a detects signals from the drive electrodes 40a, 40b for both the X-axis electrode 18 and the Y-axis electrode 19 for a predetermined time (pen coordinate detection mode, steps S35, S36), the drive / detection unit 13a One electrode (for example, the X-axis electrode 18) is driven for a predetermined time, and the touch coordinates of the fingertip are detected for the predetermined time by the other electrode (for example, the Y-axis electrode 19) (finger touch coordinate detection mode, steps S37 and S38). And the calculating part 13b outputs the touch coordinate of the electronic pen 30, and the touch coordinate of a fingertip to the process part 13c (step S39).

1…液晶モニタ、2…スタンド、10…制御部、11…タッチパネル、12…表示パネル、12a…表示画面、13…タッチパネル制御部、13a…駆動・検出部、13b…演算部、13c…処理部、14…映像処理部、15…合成部、16…記憶部、17…バス、18…X軸電極、18a〜18e…X軸パターン、19…Y軸電極、19a〜19e…Y軸パターン、20…電力供給部、20a…発振器、21,22…結合コンデンサ、30…電子ペン、34…筐体、35,36…サイドスイッチ、37…ペン先、38…ペン処理部、39a,39b…アンプ、40a,40b…ドライブ電極、41…同期信号検出ライン、42…定電圧部、43…整流部、44a,44b,45a,45b…スイッチ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal monitor, 2 ... Stand, 10 ... Control part, 11 ... Touch panel, 12 ... Display panel, 12a ... Display screen, 13 ... Touch panel control part, 13a ... Drive / detection part, 13b ... Calculation part, 13c ... Processing part , 14 ... Video processing unit, 15 ... Synthesis unit, 16 ... Storage unit, 17 ... Bus, 18 ... X-axis electrode, 18a-18e ... X-axis pattern, 19 ... Y-axis electrode, 19a-19e ... Y-axis pattern, 20 ... Power supply unit, 20a ... Oscillator, 21, 22 ... Coupling capacitor, 30 ... Electronic pen, 34 ... Housing, 35, 36 ... Side switch, 37 ... Pen tip, 38 ... Pen processing unit, 39a, 39b ... Amplifier, 40a, 40b ... drive electrodes, 41 ... synchronous signal detection line, 42 ... constant voltage unit, 43 ... rectifier unit, 44a, 44b, 45a, 45b ... switch.

Claims (4)

電子ペンでタッチ入力される静電容量方式のタッチパネルと、
前記電子ペンに設けた少なくとも2本の描画用のドライブ電極を介して前記タッチパネル上の検出電極から電子ペン駆動用の電力を前記電子ペンに供給する電力供給部と
を備えたことを特徴とするタッチパネル装置。
A capacitive touch panel that is touch-inputted with an electronic pen;
And a power supply unit that supplies power for driving the electronic pen from the detection electrode on the touch panel via at least two drawing drive electrodes provided on the electronic pen. Touch panel device.
請求項1に記載のタッチパネル装置であって、
前記電力供給部は、各前記ドライブ電極間の距離に対応した正極と負極とが現れるように、前記タッチパネル上の検出電極を駆動することを特徴とするタッチパネル装置。
The touch panel device according to claim 1,
The power supply unit drives a detection electrode on the touch panel so that a positive electrode and a negative electrode corresponding to a distance between the drive electrodes appear.
請求項1又は2に記載のタッチパネル装置であって、
前記電力供給部は、前記電子ペンの周辺に位置した前記タッチパネル上の検出電極を駆動することを特徴とするタッチパネル装置。
The touch panel device according to claim 1 or 2,
The touch panel device, wherein the power supply unit drives a detection electrode on the touch panel located around the electronic pen.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のタッチパネル装置であって、
前記タッチパネルは、各前記ドライブ電極からの信号を認識するために、前記タッチパネルから前記電子ペンに同期信号を出力し、該同期信号は、前記電子ペン駆動用の信号とは別個の信号で前記電子ペンに出力される、あるいは、前記電子ペン駆動用の信号を含む単一の信号で前記電子ペンに出力されることを特徴とするタッチパネル装置。
The touch panel device according to any one of claims 1 to 3,
The touch panel outputs a synchronization signal from the touch panel to the electronic pen in order to recognize a signal from each drive electrode, and the synchronization signal is a signal separate from the signal for driving the electronic pen. A touch panel device that is output to a pen or a single signal including a signal for driving the electronic pen.
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